[发明专利]基于无线通讯技术的工业控制系统和管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制系统和相关的管理方法，主要应用于对非连续生产过 程中离散型对象的数据收集、加工和处理。

背景技术

在工业控制领域，目前普遍使用条形码技术，跟踪和反映生产的进度。为 了收集和传输数据，需要在工业现场铺设通讯线路或网络，存在部署困难、运 行成本高、误码率高等问题。

发明内容

为解决现有系统的部署困难、运行成本高、误码率高等问题，采用无线通 讯技术和RFID技术，构建一个工业控制系统。

本发明采用的技术方案在于，基于无线通讯技术的工业控制系统，包括有 中央处理系统、无线网关、终端机和附着在被管理和追踪的对象上的RFID，无 线网关和终端机之间，通过实时的无线数据链路或无线网络进行连接。

中央处理系统和无线网关之间，通过有线或无线数据链路进行实时的连接； 中央处理系统和无线网关之间采用TCP/IP协议进行连接。

所述的终端机配置有一个或一个以上的RFID读卡器，每个读卡器由RFID 读卡模块、声音或灯光输出模块组成；终端机通过数据接口或数据总线，和RFID 读卡器内的RFID读卡模块、声音或灯光输出模块交互。

所述的终端机配置有无线广域通讯模块或无线局域通讯模块，终端机和无 线网关通过无线通讯模块进行实时的数据通讯，通讯模块可以是GPRS模块、 CDMA 1X模块、TD-CDMA模块、CDMA 2000模块、WCDMA模块和采用4G 技术的无线广域通讯模块中的一种，或者是WiFi模块、WiMAX模块、ZigBee 模块、半双工串行无线数字传输通讯模块、全双工串行无线数字传输通讯模块 等无线局域通讯模块中的一种。

如果采用无线局域通讯技术，即终端机上配置无线局域通讯模块，则需要 工业现场部署无线网关，无线网关配置有和终端机想匹配的局域无线通讯模块。

所述的RFID一般是只读的RFID。

本发明还提供一种工业控制和管理方法，在包括有中央处理系统、无线网 关、终端机和RFID的系统中实现，该方法包括以下步骤，这些步骤以并发而不 是串行的方式执行：

(a)加挂RFID标签的步骤，为被管理的对象，如原料和中间制成品等物件加挂 RFID标签，并记录到管理系统的数据库中，建立RFID标签和物件的对应关系； (b)登记步骤1，在开始执行一个工序时，在终端机所配置的读卡器上刷挂在原 料和中间制成品等物件上的RFID标签；终端机收到刷卡信号后，通过无线数 据链路或无线网络经过无线网关传输给中央处理系统；中央处理系统在数据库 中记录有关的刷卡信息；由中央处理系统检查刷卡信号的相关性是否合理，并 将处理结果反馈给终端机；终端机通过读卡器中的声音或灯光模块输出信号， 确认刷卡，以及提示操作正确与否；必要时通过显示屏向操作员显示详细的信 息；

(c)回收RFID的步骤，如果工序是将二件或二件以上的物件，物理上加工成为 一件制成品，指定其中一件原材料的RFID标签随制成品进入下一工序或成品 仓库，并回收其他RFID标签；或者，为制成品加挂另一张RFID标签，并回收 其他RFID标签；

(d)登记步骤2，在完成一个工序时，在终端机所配置的读卡器上刷挂在被加工 物件上的RFID标签；如果工序涉及二件或二件以上的物件，刷以上回收步骤 (c)中指定的制成品的RFID标签；终端机收到刷卡信号后，通过无线数据链路 或无线网络经过无线网关传输给中央处理系统；中央处理系统在数据库中记录 该次刷卡消息，以及之前与此有关的刷卡信息；中央处理系统检查刷卡信号是 否合理，并将处理结果反馈给终端机；终端机通过读卡器中的声音或灯光模块 输出信号，确认刷卡，以及提示操作正确与否；必要时通过显示屏向操作员显 示详细的信息。

对于工序的物理距离比较近的应用，如家电、制鞋、制衣，可以在一个工 序上只部署一个读卡器，工人在开始和结束该工序时，都在读卡器上“刷卡”。

其中，进一步包括以下初始化步骤的一个或多个：

(i1)在工业现场部署终端机和它驱动的读卡器时，指定和记录每一个读卡器 所对应的工序；

(i2)建立RFID标签和物件的对应关系；特别是建立RFID标签和物件所对应 生产定单的关系